“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下高校智慧校園技術(shù)系統(tǒng)建設(shè)框架設(shè)計

劉邦奇　孫曙輝

摘 要：智慧校園是“互聯(lián)網(wǎng)+”時代校園信息化發(fā)展的高級階段和新的形態(tài)。本文在對“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下智慧校園的概念及特征分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合高等學(xué)校校園信息化發(fā)展實際，描述了高校智慧校園的總體架構(gòu)模型，進而重點對智慧校園基礎(chǔ)環(huán)境、智慧教育教學(xué)資源平臺、智慧教學(xué)與研訓(xùn)平臺、智慧管理與服務(wù)平臺等技術(shù)系統(tǒng)建設(shè)框架和內(nèi)容進行分析設(shè)計，為高校開展智慧校園建設(shè)規(guī)劃設(shè)計提供借鑒。

關(guān)鍵詞：“互聯(lián)網(wǎng)+”；高等學(xué)校；智慧校園；技術(shù)系統(tǒng)建設(shè)

中圖分類號：G647 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）21-0061-06

一、引言

智慧校園是“互聯(lián)網(wǎng)+”時代校園信息化發(fā)展的高級階段和新的形態(tài)。[1]自上個世紀(jì)末計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校教育教學(xué)中推廣應(yīng)用，從早期的計算機輔助教學(xué)（CAI）、計算機輔助管理（CAM），到后來基于校園局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)共享，進入本世紀(jì)后基于校園基礎(chǔ)支撐平臺、各類管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成開發(fā)應(yīng)用，各類高校廣泛開展了數(shù)字化校園建設(shè)與應(yīng)用。[2] “互聯(lián)網(wǎng)+”時代，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)的出現(xiàn)和校園應(yīng)用，高校校園信息化發(fā)展邁入嶄新的發(fā)展階段，智能感知的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、云平臺的支撐服務(wù)、大數(shù)據(jù)中心建設(shè)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成融合、一站式信息門戶和可視化展現(xiàn)等，使高校信息化校園從數(shù)字校園階段進入智慧校園發(fā)展的新階段。[3][4]目前對智慧校園的研究大多還停留在概念、特征、應(yīng)用需求方面，對具體建設(shè)方法和應(yīng)用層面的研究還不夠。本文在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代背景下，嘗試從智慧校園的技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)和建設(shè)內(nèi)容框架進行初步探討。

二、智慧校園的定義及特征

1.定義

智慧校園是指利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維方式和物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)手段，把學(xué)校里分散的、各自為政的信息化系統(tǒng)和資源整合集成為一個有機整體，構(gòu)建的具有高度感知能力、協(xié)同能力和服務(wù)能力的新型信息化校園環(huán)境，為高校教學(xué)、科研、管理和服務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)化、智能化、一體化的支撐服務(wù)平臺，促進教育教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性變革，提高教育教學(xué)質(zhì)量與效能，促進學(xué)生和教師的成長與發(fā)展。[5][6]

2.技術(shù)特征

從技術(shù)的視角來看，“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的智慧校園具有以下主要特征：

（1）感知化?；趥鞲衅?、RFID、二維碼、視頻采集、衛(wèi)星定位等感知技術(shù)和設(shè)備構(gòu)建全面感知的校園環(huán)境，可隨時隨地感知、捕獲和傳遞人員、設(shè)備及資源信息。

（2）數(shù)據(jù)化。針對學(xué)校教育過程中豐富多樣的數(shù)據(jù)信息，利用大數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)分析技術(shù)，對教育教學(xué)過程中的動態(tài)數(shù)據(jù)進行收集、匯聚、分析和挖掘，實現(xiàn)更好的預(yù)測、決策和服務(wù)。

（3）網(wǎng)絡(luò)化?；谛@網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)多網(wǎng)融合，師生可以通過有線和無線隨時隨地訪問網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)校園內(nèi)人與人、人與物、物與物的互聯(lián)互通。

（4）可視化。利用計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，提供計算機輔助設(shè)計、虛擬仿真、增強現(xiàn)實、科學(xué)可視化等功能，呈現(xiàn)聲音、動畫、錄像以及模擬的二維甚至三維景象。

（5）智能化?；赪EB3.0（智能網(wǎng)絡(luò)）、系統(tǒng)自適應(yīng)、智能控制等智能信息技術(shù)，通過對知識信息進行分析、計算、比較、判斷、推理，實現(xiàn)智能化的資源推送和教學(xué)服務(wù)。

3.教育特征

從教育的視角來看，“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下智慧校園具有以下主要特征：[7]

（1）個性化。依托智慧校園富媒體教學(xué)資源和個性化學(xué)習(xí)空間，學(xué)生可以根據(jù)自己的個性特點選擇所需要的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)時間，教師可以精準(zhǔn)掌握學(xué)情，關(guān)注每個學(xué)生個性特點，進行個性化教學(xué)設(shè)計，采取一對一的溝通交流和輔導(dǎo)，真正實現(xiàn)因材施教。

（2）動態(tài)化。采取貫穿教學(xué)全過程的動態(tài)學(xué)習(xí)診斷與評價，如通過課前發(fā)布預(yù)習(xí)材料和作業(yè)進行預(yù)習(xí)測評、課中推送隨堂測驗進行實時檢測評價、課后進行作業(yè)推送和在線反饋，實現(xiàn)了即時、動態(tài)、智能的診斷分析和評價反饋，促進互動交流。

（3）泛在化。基于無所不在的網(wǎng)絡(luò)和各類智能終端設(shè)備，智慧校園表現(xiàn)出極大的開放性，實現(xiàn)任何人（Any One）可以在任何時間（Any Time）、任何地點（Any Where）、學(xué)習(xí)任何事情（Any Thing），打破了以學(xué)校為中心、以課堂為中心的教學(xué)體系，支持自主學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)。

（4）協(xié)作化。網(wǎng)絡(luò)化、智能化校園環(huán)境為學(xué)習(xí)者、教育者提供了更多的人-人、人-機協(xié)作完成學(xué)習(xí)任務(wù)的機會，如基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的在線合作學(xué)習(xí)，基于課堂云端的分組合作學(xué)習(xí)，基于網(wǎng)絡(luò)空間、學(xué)習(xí)社區(qū)的師生互動、討論式學(xué)習(xí)，等等。

（5）智慧化?；谥腔坌@教育環(huán)境，提高教育教學(xué)全過程的針對性、科學(xué)性、有效性，通過智慧的教和智慧的學(xué)，幫助學(xué)習(xí)者實現(xiàn)符合個性特征的智慧成長，幫助教師實現(xiàn)專業(yè)化發(fā)展，實現(xiàn)學(xué)校智慧教育健康發(fā)展。

三、智慧校園的總體架構(gòu)模型

高校智慧校園建設(shè)是一項內(nèi)容復(fù)雜的綜合系統(tǒng)工程，既包括校園信息化技術(shù)系統(tǒng)的建設(shè)，也包括各類教育教學(xué)業(yè)務(wù)應(yīng)用，同時還包括組織體系、安全體系、運維保障和人員發(fā)展等機制建設(shè)。通過對多年來數(shù)字化校園建設(shè)的常用模式和技術(shù)架構(gòu)分析，[8]結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”時代云計算、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)融合等最新的技術(shù)理念和高等學(xué)校校園信息化發(fā)展實際，筆者構(gòu)建了高校智慧校園建設(shè)的總體架構(gòu)模型，如見圖1所示。[9-11]

根據(jù)總體架構(gòu)模型，智慧校園總體架構(gòu)的組成要素包括終端用戶層、服務(wù)展現(xiàn)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、支撐平臺層、數(shù)據(jù)資源層、基礎(chǔ)設(shè)施層和管理保障體系建設(shè)等幾大部分。其中為了適應(yīng)技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展的要求，核心技術(shù)架構(gòu)在傳統(tǒng)云服務(wù)三層架構(gòu)（IaaS、PaaS、SaaS）基礎(chǔ)上進行拓展，增加了數(shù)據(jù)資源層（DaaS）和服務(wù)展現(xiàn)層（EaaS）；而終端用戶層提供跨平臺、跨系統(tǒng)服務(wù)，支持最新的多種網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備接入；管理保障體系包括組織管理保障體系、信息標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、信息安全管理體系、運行維護保障體系。各核心技術(shù)層建設(shè)的主要內(nèi)涵如下：endprint